• kazán

A kazánok rendeltetése és osztályozása

Kazán szolgáltatja a hőt a központi, padló-, etázs- és távfűtésnél. A kazá­nok gyártói és forgalmazói széles választékot kínálnak. Természetesen vannak esetek, amikor a vásárló már előre tudja, hogy milyen típusú kazánra van szüksége, attól függően, hogy van-e lehetősége földgáz- vagy elektromos hálózatra csatlakozni, továbbá, hogy összeköthető-e a kazán a kéménnyel, hogy milyen fűtés van a lakásban (padlófűtésnél nem használatos a szénkazán) stb.

A kazán legfontosabb tulajdonsága a teljesítménye. Ennek legalább olyan nagynak kell lennie, hogy fedezze a befűtött helyiség hőveszteségeit. Amennyiben a rendszerhez vízmelegítő is csatlakozik, a kazán teljesít­ményének még nagyobbnak kell lennie. A kazánnak jó füstcsővel kell ren­delkeznie az elégett gázok kéménybe való elvezetéséhez.

A biztonságos és gazdaságos üzemelés érdekében a kazánt csappantyúval szerelik fel. Azon kazánoknak, amelyeknek elvezetőcsatornája a házfalon át vezet a szabad­ba, nincs kellő szívóhatása, ezért ventilátorral vannak kiegészítve. A kor­szerű szerkezetű kazánokat még különböző kiegészítőkkel szerelik fel, pl. mesterséges vízkeverővel, amely megakadályozza a vízkő lerakódását; automatikus szabályozóval stb.

Kazánok osztályozása

A kazánok minden szempont szerinti felosztása igen részletes és hosszú lenne, ezért az alábbi felosztás sem teljes:

• a hőhordozó közeg fajtája szerint;
• vízkazánokat a víz hőmérséklete alapján;
• a gőzkazánokat a gőz nyomása alapján;
• a fűtőanyagok fajtája szerint;
• a fűtőanyag adagolási módja szerint;
• a felhasználás célja szerint;
• az elhelyezés és rögzítés alapján;
• a hőátadás szerint;
• az elégett anyag elvezetésének módja szerint;
• az átadott hőteljesítmény alapján;
• a felhasznált anyag fajtája szerint;
• a szerkezet kivitelezése alapján.

Szilárd tüzelésű kazánok

Még ma is gyártanak, ül, árusítanak szilárd tüzelésű kazánokat. Bizonyos körülmények miatt – pl. olcsón rendelkezésre álló tüzelőanyag – szerelnek ilyen kazánt.

Gázkazánok

A családi házak vagy nagyobb objektumok fűtésére a földgázzal, propán-bután gázzal vagy önálló propángázzal üzemelő kazánok alkalmasak. A legelőnyösebb a földgázfűtés. Ott, ahol nincs gázvezeték, a felhasználó a PB-gázt választhatja.

Igen elterjedt, hogy a vízmelegítőt csatlakoztatják a fűtési rendszerhez. A cégek nagy része csak fűtésre alkalmas kazánokat ugyanúgy gyárt, mint kombinált, azaz vízmelegítővel ellátott kazánokat. A kombi falikazánokat csak egy fürdőszoba használati melegvíz-ellátására lehet alkalmazni, ha a rendszerben kettő vagy több fürdőszoba (zuhanyozó) van, akkor tárolós használati melegvíz-bojlert kell beépíteni. A tárolós használati melegvíz­bojler lehet direkt, vagy indirekt fűtésű. A propángázzal való fűtés előnyösebb lehet, mint a PB-fűtés. A propánt acéltárolókban, folyékony állapotban, az ingatlan előtt tárolják.

A gáz télen nem fagy meg, mivel dermedés hőmérséklete -42 °C. Ezért a tárolókat nem kell a fagyhatár alá elhelyezni. Különböző méretű tárolók léteznek, amelyek gyűjtőre is csatlakoztathatók. A kazánházakra és a levegőnél nehezebb gázok táro­lására különleges biztonsági előírások vonatkoznak. A fűtőgázok elágazó csőhálózata fekete acélcső (felületi javítás nélkül), hegesztett, vagy varrat nélküli csövekből készül.

Elektromos kazánok

Az elektromos kazánok szolgálhatnak fűtésre és vízmelegítésre, amikor is a fűtőanyag értelemszerűen az elektromos energia. Az elektromos kazán alkalmazása előtt meg kell szerezni az elektromos művek írásos engedélyét a beszereléshez. Ott, ahol az elektromos energia elosztása nem kellőképpen korlátlan, az elektromos művek nem fog hoz­zájárulni a kazán bekötéséhez. A családi házakban működő elektromos kazánok legkisebb teljesítménye 3 kW, a legnagyobbaké meghaladja a 63 kW-ot.

A kazánok háromfázisú vezetékkel csatlakoznak a hálózatra, a feszültség általában 3 x 230 V vagy 3 x 380 V A kazánt fel kell szerelni önálló védőbiztosítókkal ellátott áramkörrel. A kazán fő fűtőrésze a fűtőspirál, amely nagyobb átmérőjű, csavart huzal­ellenállás. A kazán teljesítménye változtatható, pl. növelhető újabb fűtőspirál behelyezésével. Néhány kazánban fűtőspirál helyett fűtőelekt­ródák vannak.

Az elektromos kazán főbb előnyei:

• ökológiailag kifogástalan,
• csendes üzemelés,
• nincs szükség kéményre,
• tökéletes szabályozás,
• automatikus üzemelés,
• olcsó karbantartás,
• 99 %-os hatásfok,
• nem szükséges külön fűtőanyag hozzáadása.

Elektromos kazánokkal működő fűtési módok üzemelési értékei:

• fűtővíz hőmérséklete: egészen 95 °C,
• a víz maximális túlnyomása: 250 kPa,
• kazánban levő víz tömege: 2-20 L.

A kazán részei a szabályozóberendezések, a tágulási tartály, a szivattyú, a baleset ellen védő, és további berendezések. Ezek a kazánok megfelelőek a központi, padló- és akkumulációs fűtéshez, valamint vízmelegítéshez.

Kondenzációs kazánok

A kondenzációs kazánok vagy más néven égéshőkazánok a tüzelőanyagokat – elsősorban a földgázt – leghatéko­nyabban égetik el, ill. hasznosítják. A hagyományos kazánok a tüzelő­anyagok energiatartalmát csak részben alakítják át hővé. A veszteségek közül a legjelentősebb a füstgázveszteség, a kéményeken keresztül a szabadba távozó égéstermék hőtartalma.

Ez a veszteség két részből tevődik össze:

• az égéstermék érezhető hője (a távozó füstgáz hőmérséklete általában 120-200 °C, ennek hőtartalma nem hasznosul;
• a távozó vízgőz rejtett hője.

A tüzelőanyag elégetésekor keletkező vízgőz rejtett hője a tüzelőanyagok égéshőjének és fűtőértékének különbsége. Az égéshő és a fűtőérték közötti különbség földgáznál a fűtőérték 11 %-a. A kondenzációs kazánok nagyméretű hőcserélője és megfelelő kiala­kítása lehetővé teszi, hogy az égéstermék 30-40 °C-on – a harmatponti hőmérsékletnél (földgáznál 57 °C) kisebb hőmérsékleten – távozzon. A kis füstgáz-hőmérséklet eredményeként az égéstermék hőtartalmának és a távozó vízgőz párolgási hőjének jelentős része a lakás fűtésére hasznosítható.

A kazánok hatásfokát Magyarországon és az európai országok jelentős részében is ma még a fűtőértékre vonatkoztatva számítják. A konden­zációs kazánok nemcsak a tüzelőanyag fűtőértékét, hanem annál többet, az égéshőjét hasznosítják. A kondenzációs (égéshő) kazánoknál a fűtőértékre megadott 102-108 %-os pillanatnyi hatásfok nem jelenti azt, hogy ezek a kazánok perpetuum mobile-k.

Amikor kifizetjük a felhasznált földgázt, nemcsak a fűtőértékét fizettük ki, hanem égéshőjét is. A különféle gyártmányú és típusú hagyományos gázkazánok ismerte­tőiben általában a pillanatnyi (laboratóriumi körülmények között mért) hatásfok értékeket adják meg, legtöbbször 90-92 %-ot.

A tényleges fűtés körülményei a lakásokban, épületekben soha nem azonosak a laboratóriumi körülményekkel. A kazánok a teljes fűtési időszak alatt soha nem működnek állandóan, hanem a hőigénytől függő­en ki-be kapcsolnak, esetleg teljesítményüket igény szerint növelik vagy csökkentik (folyamatos szabályozás).

38. ábra. Hagyományos és kondenzációs kazán hatásfokvázlata

A fogyasztó, felhasználó számára sokkal jellemzőbb az ún. éves hatásfok, éves kihasználási fok nagysága. Ez a szám azt mutatja, hogy az egy év alatt elégetett tüzelőanyag hány százaléka hasznosult a lakás fűtésére, melegvíz-ellátására. Az éves hatásfok mutatja meg azt, hogy takarékosan, kevesebb tüzelőanyagot felhasználva működött-e a kazán vagy sem. A kondenzációs kazán és a hagyományos kazán energiahasznosítási jellemzőit mutatja a 38. ábra.

Az ábrából látható, hogy a kondenzációs kazán energiafelhasználása akár 40 %-kal is kisebb lehet a hagyományos kazánokénál. Ez azt jelenti, hogy a fűtés energiaköltségei is 40 %-kal csökkenhetnek.

A kondenzációs fűtéstechnika eredményeként csökken az elégetett ener­giahordozó mennyisége, így ugyanilyen arányban csökken a légkörbe kibocsátott károsanyag – a földgáz elégetésekor keletkező szén-dioxid -mennyisége is. Köztudott, hogy a légkörbe kerülő szén-dioxid több mint 50 %-ban vétkes a föld káros felmelegedését okozó üvegházhatásban. A takarékosság eredményeként hosszabb ideig lesz elegendő a földön rendelkezésre álló, véges energiahordozó-készlet.

A kondenzációs kazán alkalmazási területe

Minden régi és újonnan szerelt meleg vizes fűtési rendszernél használható, különösen jó ered­mény érhető el az ún. kis hőmérsékletű, pl. padlófűtés, falfűtés esetében. Radiátoros fűtésnél célszerű a 90/70 °C helyett maximum 80/60 °C rend­szert, vagy még kisebb hőmérsékletű rendszert tervezni. A radiátoros fűtésnél megfelelően kiválasztott szabályozással lehet növelni a konden­zációs üzem részarányát.

A kondenzációs kazánoknál különösen fontos, hogy megfelelő szak­ismerettel rendelkező szakember tervezze meg ne csak a gázellátást – amit egyébként is rendelet ír elő -, hanem a fűtési rendszert is. A kondenzációs kazánokhoz megfelelő kéményt kell kialakítani, figyelembe véve a mindig nedves égésterméket, és a kéményben is foly­tatódó kondenzvízkiválást. Ezért a kéményt párazáró anyagból kell készíteni. A kondenzációs kazánoknál általában kettős csövű rend­szereket alkalmaznak, a kazánt ún. zárt rendszerben üzemeltetik a szabadból, tehát nem használja fel a helyiség levegőjét.

39. ábra. Kéménykialakítások
a) válaszfal a lakóterek lehatárolásához. Ez szükséges, ha a levegő-égéstermék rendszert nem lakott tetőtérben vezetik keresztül; b) legfeljebb 15 m hosszú égéstermék-elvezető berendezésnél nem szabad a felső részben további vizsgálónyílásokat elhelyezni, még akkor sem, ha a tető nem járható. Nagyobb magasságok esetén vagy a tetőnek kell járhatónak lennie, vagy egy további vizsgálónyílást kell a felső részen elhelyezni. Ez a szabály elhúzásos vezetékekre is érvényes

Ez a megoldás biztonságtechnikai, életvédelmi és energiatakarékossági szempontból is a legkedvezőbb. A középső csőben, amely anyaga lehet speciális minőségű műanyag is, vezetik az égésterméket, a külső csőben vagy más alakú csatornában pedig ezzel szemben az égéshez szükséges levegőt. A meglévő szigeteletlen 130 x 130 mm méretű, falazott korábbi hagyo­mányos kéménybe behelyezhető a 70-80 mm átmérőjű egyenes vagy flexibilis égéstermék-elvezető cső. A kémény így még mint egy utolsó hő­cserélő működik, 1-2 % további energia-megtakarítást eredményezve.

A kémény építési költsége nem nagyobb, sőt sokszor kisebb, mint egy korszerű, szigeteléssel ellátott, hagyományos kazánkéményé. A régi épü­letekben lévő régi, falazott kémények átalakítása kondenzációs kéménnyé lényegesen kisebb költségigényű, mint egy hagyományos szigetelt kémény kialakítása.

A keletkező kondenzátum elvezetése. A földgáz elvezetése során kelet­kező víz a képződő szén-dioxid miatt enyhén savas kémhatású. Savassága a szódavízével vagy a savas esővízzel azonos, a háztartási szennyvíz, a mo­sószerek és tisztítószerek miatt lúgos.

A különféle típusú és gyártmányú kondenzációs kazánokban 1 köbméter földgáz elégetésekor kb. 1 L kondenzvíz képződik. Egy fűtési szezon alatt közepes méretű családi házakban kb. 1,5-2,5 m3 kondenzvizet kell elvezetni. A savas kondenzvizet a háztartási lúgos szennyvíz közömbösíti, így a csatornákban semmiféle kárt nem okoz.

Kondenzációs kazánok gazdaságossága

Drágábbak a hagyományos kazánoknál, az árkülönbség a nyugat-európai országokban általában 2-6 év alatt megtérül. Magyarországon ez az idő sok esetben több, ezt azonban mindig a konkrét esetet vizsgálva kell eldönteni. Az árarányok várható változása miatt a megtérülési idő az elkövetkező időszakban ha­zánkban is csökkenni fog.

A kondenzációs kazánokhoz ajánlatos a szürke öntöttvas, esetleg az acél használata. Mivel a kondenzátum kissé savas, a vele érintkező részeknek korrózióállónak kell lenniük. A hőcserélőről, a ventilátorról, esetleg más berendezésekről lehet szó.

A felszerelt kazán közelében biztosítani kell a kondenzvíz csatornába vezetését. Igény esetén megoldható a savas kondenzvíz semlegesítése. Kis kazánok (25-40 kW) esetében nem túl drága semlegesítőkészülékben, magnézium-oxid granulátummal.